Rappresentazioni spaziali diverse del radon indoor

CAPITOLO 4

MODALITA’ DI RAPPRESENTAZIONE SPAZIALE

DELLA CONCENTRAZIONE DI RADON

4.1 Premessa

In questo capitolo vengono riportate una serie di considerazioni relative alle diverse modalità di rappresentazione possibile della distribuzione della concentrazione di radon, sia essa misurata indoor o nel suolo, e del cosiddetto “rischio radon”. Tutte le considerazioni vengono effettuate sulla base di dati reali frutto di campagne di misura effettuate sul territorio del Friuli Venezia Giulia e, in alcuni casi, sui confinanti territori del Veneto e dell’Alto Adige. Le misure sono state effettuate in edifici scolastici, abitazioni e nel suolo. La parte di misure svolte sul territorio del Friuli Venezia Giulia, così come le modalità di analisi dei dati e di rappresentazione spaziale degli stessi, hanno costituito la base fondamentale di conoscenza per la progettazione e l’esecuzione della campagna radon prone areas regionale.

4.2 Rappresentazioni spaziali diverse del radon indoor

L’ARPA ha effettuato, tra il 2000 ed il 2003, un’indagine su tutti gli edifici scolastici e gli asili nido del Friuli Venezia Giulia allo scopo di verificare i livelli di concentrazione di radon indoor; in totale sono stati monitorati oltre 5000 locali in oltre 1300 scuole ed asili della regione. I dati provenienti da questa campagna di misura sono stati utilizzati per effettuare uno studio preliminare sulle possibili modalità di rappresentazione della distribuzione spaziale della concentrazione di radon negli edifici di un determinato territorio. Nonostante il criterio di campionamento non sia stato geografico, la numerosità dei dati sul territorio ha permesso di valutare i vantaggi, i limiti e gli aspetti critici di alcuni tipi di rappresentazione, con particolare riguardo a due diversi tipi di possibili obiettivi: a. la definizione di eventuali radon prone areas; b. lo studio delle eventuali

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correlazioni tra la concentrazione di radon all’interno degli edifici ed una serie di parametri quali tipo di substrato, presenza e profondità di falde, presenza di faglie, attività sismica dell’area, ecc. Sono state così analizzate mappe di distribuzione costruite su base comunale o geometrica, con maglie più o meno grandi, in cui la georeferenziazione sia stata fatta più o meno accuratamente ed in cui le grandezze con cui costruire la distribuzione siano state la media aritmetica della concentrazione del radon all’interno di una maglia piuttosto che il valore massimo od altro. Le varie ipotesi sono state sviluppate a partire dalle esperienze maturate in altre realtà regionali o nazionali (Provincia Autonoma di Bolzano, ARPAV, 2000, Fennel et al., 1999, Piller & Johner, 1997), servendosi di un opportuno programma per l’interpolazione di dati. Per quanto riguarda le modalità di campionamento e misura, si rimanda a Garavaglia et al., (2003).

Per quanto riguarda la georeferenziazione sono state, in genere, associate ad ogni scuola le coordinate della località o della frazione di appartenenza. Nella sola provincia di Trieste è stato possibile georeferenziare esattamente la maggior parte degli edifici scolastici. Il programma per l’interpolazione dei dati utilizzato è stato Surfer^R 6 per Windows (Golden Software inc.).

4.2.1 Distribuzione delle concentrazioni di radon a livello comunale

Poiché in genere le radon prone areas vengono definite sulla base di unità territoriali amministrative, il primo tipo di rappresentazione analizzato è quello su base comunale. In figura 4.1 sono riportati rispettivamente i valori medi comunali delle concentrazioni di radon misurate nei piani terra delle scuole della regione (sinistra) e la mappa della distribuzione dei comuni che presentano almeno un locale con concentrazione media di radon superiore a 200, 400 e 500 Bq/m³ (destra). E’ evidente la differenza tra le due mappe. In letteratura vi sono diversi esempi di mappe di questo tipo costruite utilizzando in maniera diversa i valori delle concentrazioni di radon misurate negli edifici all’interno dell’unità amministrativa: sono state calcolate medie aritmetiche (Piller & Johner, 1997), percentili (Provincia Autonoma di Bolzano), medie geometriche e logaritmi della concentrazione (ARPAV, 2000, Fennel et al., 1999), ecc. Alcuni autori hanno dimostrato che la media aritmetica delle concentrazioni di radon all’interno di una determinata area può essere utilizzata al fine della definizione delle radon prone areas in quanto essa risulta correlata con la probabilità di superamento di un determinato valore all’interno di quell’area (Piller & Johner, 1997, Bradley et al., 1997).

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Figura 4.1 Valori medi, per comune, delle concentrazioni di radon misurate nei piani

terra delle scuole della regione (sinistra) e comuni che presentano almeno un locale con concentrazione media di radon superiore rispettivamente a 200, 400 e 500 Bq/m³ (destra)

4.2.2 Georeferenziazione dei dati e dimensione delle maglie

Allo scopo di valutare l’importanza dell’esattezza della georeferenziazione in funzione degli obiettivi che la redazione di una mappa si propone, sono state costruite mappe di distribuzione della concentrazione di radon negli edifici scolastici della sola provincia di Trieste. La figura 4.2 mostra 4 mappe, 2 delle quali (B1 e B2) costruite sulla base della georeferenziazione esatta degli edifici scolastici, e due costruite come indicato in precedenza, con una georeferenziazione indicativa della località. In ogni caso sono state utilizzate, per ogni punto, le concentrazioni medie dei locali abitabili al piano terra di ogni edificio. Le mappe interpolate sono state create utilizzando il metodo geostatistico di grigliatura di Kriging. Sono state usate griglie con diverse dimensioni delle maglie. Le maglie sono state così definite: “larga”: 6.8 x 6.6 km²; “stretta”: 2.7 x 2.5 km².

Figura 4.2 Mappature con dimensioni di maglia diverse: “larga” (6.8 x 6.6 km2

) (sinistra) e “stretta” (2.7 x 2.5 km²)(destra). A-georeferenziazione tramite coordinate della località o frazione di appartenenza; B- georeferenziazione esatta

La georeferenziazione esatta può portare ad una diversa distribuzione percentuale di territorio comunale con determinate concentrazioni. Ciò risulta tanto più evidente, quanto

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più piccole sono le maglie utilizzate per l’interpolazione. Riducendo la dimensione della maglia si ottiene, ovviamente, una distribuzione più fitta delle curve di livello: rimane da stabilire se ciò porti ad una maggior definizione del territorio oppure introduca artefatti.

4.2.3 Dimensioni delle maglie e numerosità dei dati

Il numero di punti per ogni comune è risultato compreso tra 1 e 209. Alcuni autori hanno individuato in 20 per maglia (per maglie con un numero di abitazioni superiore a 400) il numero ideale di punti da utilizzare allo scopo di costruire una mappa di distribuzione ai fini dell’individuazione di eventuali radon prone areas (Provincia Autonoma Bolzano, Piller & Johner, 1997). Se il numero di punti per maglia risulta inferiore, e nell’ipotesi di una distribuzione lognormale della concentrazione all’interno di una singola maglia, normalmente vengono effettuate alcune correzioni (ARPAV, 2000, Fennel et al., 1999). La dimensione delle maglie andrebbe definita sia in funzione del numero di punti che ci devono cadere dentro, sia in funzione della dimensione del comune.

Le due tipologie di maglia (“larga” e “stretta”) usate per la definizione delle mappe di figura 4.2, sono state impiegate anche nelle figure, rispettivamente 4.3 e 4.4, per la redazione di una mappa di distribuzione della concentrazione di radon nell’intero territorio regionale. In questo caso i dati sorgente sono rappresentati dai valori medi delle concentrazioni di radon misurate nei singoli edifici scolastici, a cui sono state attribuite le coordinate della località o frazioni di appartenenza (4.3A, 4.4A, 4.3B e 4.4B). Per le figure 4.3C e 4.4C, nella sola provincia di Trieste, sono state attribuite le coordinate esatte agli edifici scolastici.

Figura 4.3 Mappatura con interpolazione a “maglia larga”: distribuzione dei nodi della

maglia (A) e distribuzione delle concentrazioni di radon con localizzazione per località (B) o per località per Udine Pordenone Gorizia ed esatta per Trieste (C). Concentrazione espressa in Bq/m³

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Figura 4.4 Mappatura con interpolazione a “maglia stretta”: distribuzione dei nodi della

maglia (4A) e distribuzione delle concentrazioni di radon con localizzazione per località (4B) o per località per Udine Pordenone Gorizia ed esatta per Trieste (4C). Concentrazione in Bq/m³

Le mappe di figura 4.3 e 4.4 sono state riportate senza sovrapporre il contorno della regione, per permettere la seguente considerazione: in figura 4.4 C, a destra, si evidenzia un artefatto verticale, creato in una zona dove non ci sono dati, e dovuto alla dimensione inferiore della maglia rispetto a quella di figura 4.3 C. Utilizzando la maglia stretta sono visibili artefatti anche nella zona in basso a sinistra in entrambe le figure 4.4 B e 4.4 C. In figura 4.5A è riportata la distribuzione delle località oggetto di misurazione ed in figura 4.5B è riportata una mappa della distribuzione della concentrazione di radon (valori medi delle singole scuole) usando una maglia 10 x 10 km², senza effettuare interpolazioni.

Una dimensione ridotta della maglia può portare ad erronee valutazioni delle zone ad elevata probabilità di alte concentrazioni di radon. D’altra parte, l’utilizzo della maglia larga, mediando i valori su un più ampio territorio, riduce la definizione della mappa e maschera eventuali aree ad alta concentrazione ma di piccole dimensioni: ciò potrebbe rendere impossibile la ricerca di correlazioni con alcuni parametri quali, ad esempio, quelli geologici. Al contrario, la mappa riportata in figura 4.5B potrebbe essere sufficiente alla definizione di radon prone areas qualora le dimensioni della maglia siano confrontabili con quelle dei territori comunali (ex.: parte settentrionale della regione): in questo caso risulterebbe altresì sufficiente la georeferenziazione del punto di misura per località o frazione di appartenenza.

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Figura 4.5 Distribuzione delle località misurate (sinistra) e mappatura con maglie da 10 x

10 km² (destra)

Quali che siano le rappresentazioni utilizzate per la distribuzione della concentrazione di radon negli edifici scolastici del Friuli Venezia Giulia ed indipendentemente dalla scelta dei valori di riferimento da utilizzare per definire eventuali radon prone areas, risulta evidente che vi sono aree in cui è più probabile trovare edifici con concentrazioni medie di radon più elevate rispetto ad altre aree della regione. Tali aree possono essere genericamente indicate nell’alta pianura Friulana e nel Carso Triestino e Goriziano. Tuttavia, analizzando nel dettaglio le diverse rappresentazioni che sono state presentate e tenendo conto delle esperienze maturate da altri autori, emergono alcune considerazioni che di seguito vengono illustrate.

1) Poiché la definizione di eventuali radon prone areas deve essere fatta rispettando i confini amministrativi, la scelta della dimensione delle maglie sulla base delle quali creare le mappe risulta critica: le maglie devono essere sufficientemente grandi da contenere un adeguato numero di dati, ma sufficientemente piccole da essere sicuramente contenute all’interno di un territorio comunale. In funzione della dimensione delle maglie potrebbero anche essere scelti dei criteri di georeferenziazione non troppo stringenti.

2) Nonostante alcune variabili quali, ad esempio, medie aritmetiche e probabilità di avere edifici con concentrazioni superiori a determinati valori, siano tra loro correlate, risulta di cruciale importanza la definizione univoca del tipo di grandezza da utilizzare come sorgente delle mappe di distribuzione almeno all’interno dello stesso territorio nazionale. Ciò sia allo scopo di confrontare in maniera immediata e semplice territori diversi con particolare riferimento a quelli confinanti, sia in considerazione dell’impatto psicologico che la pubblicazione

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55 delle mappe può avere sulla popolazione (è evidente che, in ogni caso, la definizione delle radon prone areas deve essere univoca).

3) Qualora si vogliano effettuare correlazioni con parametri geologici, geofisici o altro, la dimensione delle maglie deve essere sufficientemente piccola da poter tener conto degli intervalli di variabilità dei parametri (ex.: attività sismica, tipo di copertura ecc.) e/o della dimensione delle strutture (ex.: faglie o falde). Nel Friuli Venezia Giulia in genere la dimensione delle maglie dovrà essere sicuramente inferiore alla dimensione media dei territori comunali. In queste condizioni la georeferenziazione deve essere eseguita correttamente.